空中写真と情報科学

SPECIAL FEATURE

空中写真と情報科学

1858年、最初の気球写真から始まった航空写真は、定期的に同じ場所を撮影することで、Googleマップの「ストリートビュー」で見られる「タイムマシン機能」のように、時系列で景観の変化を追うことができる。
過去と現在の航空写真を比べて、土地利用の変化を調べたり、地形と災害の危険性の関係を学習したり、航空写真上にほかのデータを重ね合わせたり、学校の教育現場でも航空写真の利活用が進む。
ドローンは、航空法と電波法の規制で、申請無しで飛行できる高度は地表または水面から150メートル未満。小型航空機は、酸素ボンベを積んでいない場合は、対地高度約300メートルから3,000メートル。成層圏ドローンは2万メートル。人工衛星の最低高度は200キロ。高高度気球では、2013年9月20日、日本のJAXA(宇宙航空研究開発機構)が、超薄膜高高度気球の飛翔性能試験を実施し、到達高度53.7キロを記録した。

Category : 教育

Date : 2023.04.06

参考文献

空中写真の世界(西尾 元充著/中央公論社刊)
地図の歴史-世界篇(織田 武雄著/講談社刊)
コミュニケーションのための図解の技術(久恒 啓一著/日本実業出版社刊)
高等学校学習指導要領・地理歴史編
初等中等教育におけるGISの活用事例
研修計画の作成から研修実施、授業実践まで(GISの教育利用)

空飛ぶカメラマン

古戦記では、いち早く高い山に陣をしいて、戦場一帯を見下ろしながら作戦計画をたてるという戦法がとられ、戦場にある高地をめぐって、激しい争奪戦が繰り返された史実は多い。空中写真は、古くから安全保障に関連する項目を含むため、制限が加えられてきた。
江戸時代には鳥観図絵師という職種があり、風景を俯瞰し、上空から見下ろすように絵を描く絵師。多くの景勝地の浮世絵が残る。地上での視界は、高いところへ上がるほど急速に拡がる。
1858年10月23日、フランスの写真家ナダール(Nadar)が、パリ西部クラマールで、気球から世界初の空中撮影を行った。気球から撮影するナダールを描いたドーミエの風刺画「写真を芸術の高みに浮上させようとするナダール(Nadar, elevant la photographie a la hauteur de l'Art)」は有名。
飛行機からの最初の写真撮影は、1909年4月24日。イタリアのセントセリ(Centocelle)上空を、飛行機の発明者の兄ウィルバー・ライト(Wilbur Wright)が複葉機を操縦し、アシスタントのフランスのミユリヒと最初の空中映画が撮影された。

大空から見て取る科学の目

ドローンに搭載されるカメラの視野角は、一般に80度から90度。地上150メートルで約300×170メートルの範囲、地上100メートルで約200×110メートルの範囲を撮影できる。人間の視野角は約200度、鳥は300度、犬は250度、羊は270度、牛は330度。
NECが開発し、2014年に打ち上げられた地球観測衛星ASNARO-1の光学画像の分解能は、画像の1ピクセルが地上の50センチに相当する。ASNARO-1の光学画像からは、自動車の車種やビルに建設現場の進捗など、さまざまな経済活動が判別でき、ドコモの携帯電話ネットワーク「モバイル空間統計」と連動させて、1時間ごとの人口を、24時間365日把握できる。
人工衛星から撮影したデータは、ウェブ上でデータプラットフォーム「Tellus(テルース)」などから利用できる。気象、人流、Twitterのテキストなどとの連携に加え、最近では地理空間情報データ流通支援プラットフォーム「G空間情報センター」と「Tellus」を連動させて、地理空間情報のデータを地図上に表示させ、ビジネス応用や地理学習の教材利用も期待される。

視野を広げる鳥の視点

ウクライナがロシア軍の動向把握を目的に、日本に人工衛星のデータ提供を求めたニュースは記憶に新しい。新型の航空カメラ開発では、日本は世界トップクラスで、夜間や悪天候でも地表を観測できるSAR(Synthetic Aperture Radar:合成開口レーダー)技術を生かした撮影データは、人工衛星、航空機、ドローンなどを利用して地表面を撮影・観測するリモートセンシング技術を牽引する
1960年ごろ、地下核爆発を察知できるマルチ・スペクトル・カメラが開発された。現在ではマルチ・スペクトル・カメラで撮影したデータから、森林や果樹園などでの害虫に侵された樹木や枯れかかった木の被害を、いち早く発見することが容易になった。また地上250メートルの上空から、地表面下200から300メートルを観測し、鉱物資源開発にも応用される。

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